蓝光LD抽运Pr~(3+):YLF直接获得橙红光的实验研究

对蓝光二极管(LD)泵浦Pr:YLF晶体输出橙红光进行了实验研究,分析了不同偏振方向的晶体和不同透过率的输出镜对橙红光输出功率的影响。在a切Pr~(3+):YLF晶体吸收功率为4.5W时最高输出639.7nm激光功率为491m W。c切Pr~(3+):YLF晶体在吸收功率为3.3W时最高输出607.3nm激光功率为177m W。     

毫秒脉冲激光诱导金属铝等离子体膨胀研究

基于马赫泽德光学干涉法对毫秒脉冲激光诱导铝等离子体膨胀过程进行了研究。利用高速相机获得了铝等离子体膨胀图像,给出了等离子体膨胀距离和膨胀速度随时间以及激光能量的演化曲线。实验结果表明,毫秒脉冲激光诱导铝等离子体膨胀过程伴随着较强材料溅射,激光脉冲能量对等离子体膨胀速度时间演化曲线有一定的影响。在80J激光能量作用下诱导的铝等离子体膨胀速度为141.2m/s,产生了激光支持燃烧波。     

高重频三向侧面泵浦DPL耦合系统设计

激光二极管侧面泵浦容易将大功率二极管阵列(LDA)光耦合到激光晶体中去,但耦合效率有待于进一步的提高.在已建立的二极管单bar侧面泵浦YAG晶体泵浦光场分布数值模型的基础上,进一步分析了三向侧面泵浦激光器晶体内光强的分布,并全面考虑了耦合系统相关的因素,结合实际设计出LD三向侧面泵浦耦合光学系统,最终获得了重复频率1～1 000 Hz可调,波长1.064 μm的TEMoo模的调Q窄脉冲激光输出.激光输出最大单脉冲能量为11.5 mJ,脉冲宽度为8 ns,光-光转换效率为11.7%.实验验证了该耦合系统的合理性与优越性,为高效耦合系统的进一步优化奠定了基础.     

LBO I类临界相位匹配腔内和频572 nm黄光激光器

首次报道了全固态连续波572 nm黄光激光器,黄激光是分别由两片Nd: YAG的1444 nm和946 nm谱线非线性和频产生,两条谱线在各自晶体对应能级跃迁分别为~4F_(3/2)-~4I_(15/2)和~4F_(3/2)-~4I_(9/2).实验中采用复合腔结构,利用LBO晶体I类临界相位进行内腔和频,当注入到两片Nd: YAG晶体的泵浦功率分别为24 W和14.8 W时,获得592 mW的TEM_(00)连续波572 nm黄激光输出.4 h功率稳定度优于±3.6%.     

全固态窄线宽的1.9μm Tm:YLF激光器研究

目前Tm:YLF激光器输出线宽较宽,这导致其作为泵浦光源时效果不理想。从体光栅波长限制技术入手,实现了1.9μmTm:YLF激光器的窄线宽输出。实验选用的反射式体光栅厚度为6mm,调制折射率为3.5×10-4。此种参数的体光栅衍射效率为99.6%,衍射光谱宽度仅0.681nm。实验采用单LD双端泵浦方式,基于体光栅结合腔内插入双F-P标准具搭建激光器。当泵浦功率为49.58W时,最大输出功率为17.78W,光光转换效率为35.86%,斜率效率为42.89%,激光中心波长1908.55nm,线宽仅为0.1nm。     

V型折叠双通Nd:YAG介质LD脉冲侧面泵浦激光器

为了使振荡光束在谐振腔往返周期内四次通过Nd:YAG晶体,搭建了V型折叠双通LD脉冲侧面泵浦激光器实验平台。首次与往返周期内两次通过Nd:YAG介质的普通直腔激光器的激光输出特性进行对比分析。实验结果表明,在注入能量55mJ,输出镜透过率为48%时,V型折叠腔和直腔输出能量分别为13.2mJ和7.8mJ,整体转化效率提高10%,即V型折叠腔激光器具有降低激光阈值,提高激光输出能量的优点。理论分析验证了实验结果。对中小功率泵浦激光器输出性能的改善和提高具有借鉴意义。     

基于内循环水冷系统的小型化电光调Q激光器

报道了一种基于内循环水冷系统的10 MW级高峰值功率窄脉宽小型化电光调Q Nd∶YAG 激光器。采用机电一体内循环水冷结构,有效地减小了激光器体积,整机尺寸为320 mm×150 mm×150 mm。当LD泵浦源能量为800 mJ时(注入电流为100 A),获得了137 mJ 的静态激光输出,光-光转换效率为17.1%;电光调Q后在驱动频率为30 Hz的条件下,获得了100 mJ,脉宽9.9 ns的激光输出,光-光转换效率为12.5%,动静比为73%。激光器连续工作1.5 h不稳定度小于3%。     

高功率激光辐照CFRP的温度场和应力场的数值分析

为了研究高功率激光致碳纤维/环氧树脂复合材料的热损伤规律,采用COMSOL软件对多层结构的碳纤维/环氧树脂复合材料的热应力进行模拟计算,取得了不同功率密度激光辐照复合材料的瞬态温度场与应力场的时空分布及变化规律。测量得到不同功率密度的激光作用碳纤维/环氧树脂后的损伤面积和损伤形貌,与数值模拟结果的趋势吻合。结果表明,靶材表面辐照中心点温度在872K时出现温度平台,即相变潜热期与逆相变潜热期,并随着激光功率密度变化;激光辐照靶材对上表面碳纤维产生了极大的轴向压应力,功率密度为293W/cm2时,压应力差值约为1.87MPa;功率密度为3453W/cm2时, 压应力差值约为1.42MPa。这一结果对高功率激光致碳纤维/环氧树脂复合材料的热损伤研究提供了理论基础。     

脉冲抽运被动调Q激光器脉冲间隔特性研究

采用数值模拟和实验相结合的方法对脉冲激光二极管(LD)抽运Nd:YAG被动调Q激光器输出脉冲间隔特性进行分析。从被动调Q速率方程出发,结合脉冲LD抽运的特点,考虑剩余反转粒子数密度的影响,推导出输出调Q脉冲间隔时间的计算公式。重点分析了抽运脉宽、输出镜反射率、抽运功率和Cr4+:YAG初始透射率对输出脉冲间隔时间的影响。结果表明,数值模拟与实验结果基本吻合。